課程設(shè)計--爐溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-10 22:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 從 80 年代開始 。隨著計算機技術(shù)、 檢測設(shè) 備、 電器 儀表 的提高， 90 年代 初開始 我國 鋼鐵 企業(yè) 使用 計算機控制 溫控爐 逐漸增多， 自動化控制程度不斷提高， 由于 各自使用條件和生產(chǎn)過程的不同 ，所 取得的成效各不相同 。目前 我國在自動化控制理論方面同外國同行業(yè)水平相差不大 ，但在 實際應(yīng)用 上與 日本、 歐美 等 計算機技術(shù)發(fā)達的國家相比較還有很大的差距 。從 20世紀 90 年代末國內(nèi)許多老企業(yè)，都對加熱爐進行了計算 機燃燒控制方面的 升級，從國外進口先進的計算機設(shè)備 ， 儀表部分采用國產(chǎn)的， 整套的進口自動控制設(shè)備開始出現(xiàn)在一些大型企業(yè)中。 隨著人工智能概念的提出， 爐溫 控制 領(lǐng)域出現(xiàn)了 另一條理想的途徑 就是 人工智能化直接監(jiān)測火焰性能控制燃燒的方法 ，類似人工燒鋼通過觀察火焰顏色判斷燃燒情況。但是由于鋼廠的加熱爐非常大 ，長 40m 以上，寬 5m 以上，是一個非線性、大慣性延遲的控制系統(tǒng)， 鋼錠、 爐汽、 墻壁之間的傳熱過程 是非線性的 ， 非常復(fù)雜， 影響燃燒控 制的不 確定因素 在諸多方面都存在 ， 到目前還沒有理想的解決方案 。近年來，隨著人工智能理論 的不斷 發(fā)展和實用化，以及計算機技術(shù)的進步和檢測設(shè)備、儀表性能的提高 ， 模糊控制 、專家系統(tǒng) 等技術(shù)正在 這一領(lǐng)域 得到越來越 多的 應(yīng)用。量子物理浮點思想以及蒙特卡洛隨機思想 在自動 控制方面也 吸引了國內(nèi)外研究者的目光。 （二）單片機控制系統(tǒng)設(shè)計 — 硬件系統(tǒng) 硬件設(shè)計的任務(wù)是 根據(jù)所要達到的控制目的，給出 結(jié)構(gòu)框圖， 然后 逐一設(shè)計出每一個單元電路，最后組合起來，成為完整的硬件系統(tǒng)。 C P U單 片 機8 0 3 1I / O接 口電 路8 2 5 5溫 度 設(shè) 定溫 度 顯 示故 障 報 警打 印A / D邏 輯 控 制S / H多路轉(zhuǎn)換開關(guān)爐 溫 1 信號爐 溫 2 信號鍋爐溫度輸 出 鎖存 器輸 出 驅(qū) 動 器人 機 接 口 主 機過 程 通 道被 控 對 象光 電 隔離 電 路信 號 放大 電 路傳 感器圖 3 硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 （ 三 ）單片機控制系統(tǒng)設(shè)計 — 軟件 系統(tǒng) 本套系統(tǒng)采用大林算法作為控制算法。 圖 大林算法 流程圖 （ 四 ） 系統(tǒng)應(yīng)用軟件（程序）的設(shè)計 系統(tǒng)軟件部分包括主程序、采樣定時中斷程序、數(shù)字濾波、串口通訊及大林 算法運算等。主程序完成硬件初始化、變量初始化等任務(wù)，然后循環(huán)檢測熱電偶 檢測的度值，若發(fā)現(xiàn)溫溫度超限， 則斷開控制輸出、屏蔽采用定時中斷，發(fā)出 報警信號，并等待溫度降至安全值后重啟。采樣中斷服務(wù)程序完成對溫度的采樣、 控制算法、輸出觸發(fā)控制晶閘管導(dǎo)通角。采用定時器中斷，產(chǎn)生控制周期，控制 周期一到，程序則轉(zhuǎn)入控制模塊，調(diào) A／ D 轉(zhuǎn)換模塊及熱電偶線性化模塊得到爐 溫的反饋信號，根據(jù)給定值和控制算法得到控制量，經(jīng)輸出口輸出脈沖控制過零 觸發(fā)器。 整個溫度控制系統(tǒng)是在應(yīng)用程序的控制下執(zhí)行。溫箱在接近設(shè)定值的狀 態(tài)下 進入溫控過程。控制系統(tǒng)的工作由實時測量，實時決策和實施控制三部分組成。 （ 1） 數(shù)據(jù)采集程序 ORG 9000H PUSH PSW PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,2021H。讀入數(shù)據(jù) CPL A MOV 33H,A MOVX A,@DPTR。再讀入高 8 位數(shù)據(jù) CPL A MOV 32H CLR C LCALL SUBA JB 77H,INTA1 MOV A,2EH ORL A,2FH JZ INTA1。偏差小于等于 0，轉(zhuǎn) INTA1 LCALL PID。否則轉(zhuǎn) PID 控制算法 LCALL COVR。將控制量轉(zhuǎn)換成 N SJMP INTA2 INTA:SETB MOV R2， 00H MOV R3,00H CLR INTA2:POP DPL POP DPH POP PSW POP ACC RETI SUBA EQU 9800H PID EQU 9910H COVR EQU 9A20H （ 2） 輸出控制程序 輸出控制程序主要完成兩個任務(wù)： 1）識別工頻的過零時刻，并在過零時刻開啟和關(guān)閉控制門，以保證 SCR 主回路產(chǎn)生整 數(shù)個正弦全波。 2）保證門控電路的打開時間正比于輸出控制量在主程序中換算
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